淺述水工擋土墻結構設計

1、<p>　　淺述水工擋土墻結構設計</p><p>　　摘 要: 擋土墻是邊坡支護工程中應用較多的一種支護形式。擋土墻的主要目的維護墻后填土或邊坡的穩(wěn)定，防止其發(fā)生破壞或者失穩(wěn)。擋土墻可以用于邊坡支護工程。目前扶壁式擋土墻在工程中得到了廣泛的應用，但是，目前對樁基扶壁式擋土墻結構進行設計時，并沒有一套有效的設計理論，因此加強樁基扶壁式擋土墻結構設計理論研究具有重要的工程應用價值和科學意義。 </p

2、><p>　　關鍵詞: 扶壁式擋土墻；結構設計；優(yōu)點 </p><p>　　中圖分類號：TU318文獻標識碼： A </p><p>　　在我國目前來看由于擋土墻具有結構靈活，減少土石方，增加建筑面積等優(yōu)點，這使擋土墻在實際工程中的應用越來越廣泛。在對擋土墻采用一些處理措施后，還能減少地下水和雨水對邊坡的侵蝕作用，有利于邊坡的穩(wěn)定。 </p><p&

3、gt;　　一、扶壁式擋土墻的優(yōu)點 </p><p>　　鋼筋混凝土扶壁式擋土墻是一種新型擋土支護結構，它沿墻長方向，在懸臂式擋墻的基礎上，每隔一定距離加設扶壁而成，通過扶壁的連接，立板和墻踵板能夠形成一個受力的整體結構，而扶壁的存在，能大大的提高擋土墻的剛度和整體性，并且扶壁能分擔相當一部分的土壓力，從而達到減小立板的變形的目的。與其他類型的擋土墻支護結構相比，鋼筋混凝土扶壁式擋土墻具有以下優(yōu)點： </p&

4、gt;<p>　?。?）擋土墻可用高度范圍較大，適用范圍廣。鋼筋混凝土扶壁式擋土墻能很好地利用材料的物理力學性能，充分發(fā)揮鋼筋的抗拉性能和混凝土的抗壓性能，擋土墻高度可以做的很高。通過調整扶壁式擋土墻墻趾板的懸臂長度，可以調整擋土墻的底板的地基反力，使地基反力呈近似均勻分布，較大限度地減小擋土墻基底反力的數(shù)值，從而達到充分利用地基承載性能的目的，使擋土墻能克服地基承載力較低的問題，進而得到廣泛的應用。 </p>

5、<p>　?。?）與重力式擋土墻相比，采用扶壁式擋土墻能節(jié)省大量石料和人工，環(huán)境效益也較好。 </p><p>　?。?）施工速度快，能較大幅度的提高施工速度。扶壁式擋土墻工程的主要工程是鋼筋綁扎和混凝土澆注，不像其他類型的擋土墻在施工時，擋土墻墻身施工和填土的回填需要同時交叉進行，施工技術較成熟，能采用機械化施工，從而大大的縮短工期。 </p><p>　?。?）施工可靠度

6、較高，工程質量容易控制。在我國，鋼筋混凝土工程的施工應用的已經非常廣泛，施工技術也很成熟，施工質量一般也能得到保證，施工過程也相對簡單，國內的施工隊伍一般較好地完成。而其他類型擋土墻施工工藝相對比較復雜，對施工人員的技術要求較高。 </p><p>　　圖 1扶壁式擋土墻示意圖 </p><p>　　二、扶壁式擋土墻的結構設計 </p><p><b>　

7、　1工程概況 </b></p><p>　　根據(jù)工程勘察報告得知，本工程扶壁式擋土墻所在位置的地層從上往下分別為： </p><p>　　（1）粉質粘土，褐色，軟塑，含大量有機質及植物根系，韌性中等，分布連續(xù)，層厚 10.5～12.0m。 </p><p>　?。?）中砂，局部分布，黃褐色，稍密，稍濕，主要成分為石英、長石，上部為細砂，厚度為 0.5~0

8、.8m，含礫砂和卵石，粘粒含量在 5%左右。層厚 2.5~4.10m。 </p><p>　?。?）花崗巖，肉紅色―灰色，粗粒結構，塊狀結構，巖心呈短，柱長一般5~15mm，主要礦物以石英長石為主，節(jié)理裂隙不發(fā)育，濕，中風化?？辈鞎r，此層未穿透。 </p><p>　?。?）填土物理參數(shù)如下:內摩擦角 φ=35°，重度 γ=19kN/m3，填土與墻背間的內摩擦角可取 17.5&#

9、176;。 </p><p>　　2扶壁式擋土墻的墻身配筋設計方法及構造要求 </p><p>　　扶壁式擋土墻是由立板板、墻踵板、墻趾板和扶壁四部分組成。在進行配筋設計和裂縫開展寬度驗算前，首先要確定各構件的內力，然后根據(jù)內力計算結果進行配筋設計，配筋設計完成后，根據(jù)《混凝土結構設計規(guī)范》（GB50010-2010）中的規(guī)定進行裂縫寬度驗算。在進行內力計算時，應將土壓力作為永久荷載來考慮

10、。在進行地基承載力驗算時，作用在結構上的荷載應取荷載效應的基本組合，對應的永久荷載效應的分項系數(shù)取 1.35。在進行裂縫寬度驗算時，作用在結構上的荷載應選取荷載效應的標準組合，另外考慮到長期作用的影響，對結構剛度應進行一定的折減。 </p><p><b>　　1）立板的設計 </b></p><p>　　扶壁處立板的外伸長度，宜符合懸臂端支座處的彎矩與立板的跨中彎矩

11、相等的原則，一般可取 0.35 倍的扶壁凈距。在進行立板內力計算時，一般將其簡化為連續(xù)板或者一邊自由、三邊固定的板。如果立板的高度/立板間距大于 2 時，立板可以按單向連續(xù)板進行計算，但必須考慮底板的約束作用。根據(jù)工程經驗，在實際工程設計中，通?？上葘⒘鍎澐殖啥鄠€水平連續(xù)板帶，然后再進行內力計算，這時，將扶壁視作水平連續(xù)板帶的支座。 </p><p><b>　　2）扶壁的設計 </b>&

12、lt;/p><p>　　扶壁的作用是與立板形成一整體結構共同承受側向土壓力，然后將所受到的側向土壓力傳遞給底板。扶壁可以簡化為 T 形截面梁進行配筋設計，將扶壁視為T 形梁的腹板，將扶壁兩邊部分立板視為 T 形梁的翼緣。對扶壁進行配筋設計時，主要考慮的是彎矩和剪力，通常認為，扶壁的根部處的彎矩和剪力為最大。 </p><p><b>　　3）踵板的設計 </b></

13、p><p>　　墻踵板一般也可以按一邊自由、三邊固定的板或按連續(xù)板進行計算，將扶壁視作墻踵板的支座。墻踵板厚應根據(jù)計算確定，板厚不應小于 200mm。墻踵板在地基反力和填土的共同作用下，所受外力作用方向一般為豎直向下。 </p><p>　　考慮到墻踵板的受力特性，對于平行于立板方向鋼筋，墻踵板應雙向設置受力鋼筋，板上部受拉鋼筋應按墻踵板所受最大正彎矩進行配筋設計，一般應通長設置，如需截斷，則

14、應在扶壁中心線附近截斷，墻踵板下部受拉鋼筋一般應按支座最大負彎矩進行配筋計算，同時，也可僅在扶壁兩邊各 0.25 范圍內設置。對于垂直于擋土墻立板方向配筋，可僅在墻踵板的板頂配置水平受力鋼筋，具體配筋參數(shù)由立板與墻踵板交點處的彎矩確定，墻踵板受力鋼筋伸入立板深度不應小于鋼筋的錨固長度，如有需要，鋼筋可在墻踵板 1/2 位置處截斷。其它位置應按構造設置分布鋼筋。 </p><p><b>　　4）趾板的設

15、計 </b></p><p>　　在進行墻趾板設計時，可以將其簡化為懸臂板進行內力分析，墻踵板在地基反力和填土的共同作用下，所受外力作用方向一般為豎直向下。在進行趾板內力計算時，一般都取單位寬度趾板進行受力分析。 </p><p>　　考慮到墻趾板的受力特性，墻趾板的受力鋼筋一般設置在趾板下部，方向為垂直于立板方向。具體配筋參數(shù)由單位寬度趾板的最大彎矩確定，受力鋼筋伸入立板深度

16、不應小于鋼筋的最小錨固長度，如果要截斷，一般可將鋼筋在趾板 1/2位置處截斷一半。其它配筋應符合構造要求。 </p><p>　　5）鋼筋混凝土樁的設計 </p><p>　?。?） 樁配筋要求 </p><p>　　a.對于端承樁，受力鋼筋宜通長配置； </p><p>　　b.對于水平荷載作用下的摩擦型樁，受力鋼筋長度長度宜采用 4.0/

17、α（α 為樁水平變形系數(shù)）；對于承受較大的豎向荷載的摩擦端承樁，受力鋼筋宜沿樁身分段配筋，樁身局部配筋需加密；對承受負摩阻力和滑坡推力的的鋼筋混凝土樁，受力鋼筋宜應通長配置； </p><p>　　c.對于抗拔樁，受力鋼筋宜應通長配置；如果由于地震作用或者膨脹作用而導致樁承受拔力，需要配置抗拉筋，抗拉筋可以通常配置，也可以局部配置； </p><p>　　d.對于受水平荷載的樁,主筋應采用

18、 HRB335 或 HRB400 型號鋼筋，直徑不宜小于 10mm，根數(shù)不宜小于 8 根；對于抗壓樁和抗拔樁主筋直徑不宜小于 10mm，根數(shù)不宜小于 6 根；縱向主筋應沿樁身周邊均勻布置，其凈距不應小于 60mm,并盡量減少鋼筋接頭； </p><p>　　e.箍筋宜采用 HPB235 型號鋼筋，直徑為 6~8mm,,每 200~300mm 設置一道,并宜采用螺旋式箍筋；如果樁基承受的水平荷載比較大或者受地震作用

19、影響，樁頂 3~5 樁徑范圍內的箍筋應適當進行加密；如果鋼筋籠長度超過 4m，鋼筋籠應每隔 2m 設置一道直徑為 12~18mm 的 HRB335 或 HRB400 型號鋼筋作為焊接加勁箍筋。 </p><p>　?。?） 樁身混凝土及保護層厚度要求 </p><p>　　a.樁身混凝土標號不得低于 C15；如果在水下灌注混凝土，混凝土標號不得低于 C20；如果采用預制樁，混凝土標號不得低

20、于 C30; </p><p>　　b.鋼筋混凝土樁主筋的混凝土保護層厚度一般不應小于 35mm；對于水下灌注的混凝土樁，混凝土保護層厚度一般不得小于 50mm。 </p><p><b>　　結論 </b></p><p>　　就目前情況看，現(xiàn)有理論缺乏實際工程數(shù)據(jù)的支持，其適用性還需要進一步的探討。同時，我們也需進一步的完善樁基扶壁式擋土墻

21、的內力計算理論。 </p><p><b>　　參考文獻 </b></p><p>　　[1]李家興,趙振興.水力學[M].南京:河海大學出版社,2001:40一80. </p><p>　　[2] 《水工擋土墻設計規(guī)范》（SL 379-2007） </p><p>　　[3] 周德培，肖世國，夏雄．邊坡工程中抗滑樁合理